JP6426997B2 - 鉄道車両用の操舵台車 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両用の操舵台車に関する。

鉄道車両がカーブを通過する際、台車枠は車体に対してヨーイング方向に回動する。特許文献１では、この現象を利用し、車体に対する台車枠の回動に連動して輪軸を操舵するリンク式の操舵台車が開示されている（特許文献１の図４参照）。

特開平１０−２２６３３３号公報

ところで、上記の操舵台車は、カーブを通過する際、輪軸のみならず台車枠にも遠心力が加わり、外軌側の車輪に横圧が作用する。横圧が作用すると、これに対する反力を台車枠側で支持する必要があり、これを上記の操舵台車のリンク機構によって支持するためには、その強度を大きくする必要がある。そのため、リンク機構自体の重量が大きくなり、また構造も複雑になるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、リンク機構が軽量かつ簡素である操舵台車を提供することを目的としている。

本発明の一態様に係る操舵台車は、枕梁を介して又は枕梁を介さずにヨーイング方向に車体を回動可能に支持する台車枠と、車幅方向に沿って延びる車軸及び前記車軸の両側に設けられた車輪をそれぞれ有し、車両長手方向に離間して配置される一対の輪軸と、前記各車軸を支持する軸受を収容する軸箱と、前記軸箱から延びて、弾性部材を介して前記台車枠に連結される軸梁を有する軸箱支持装置と、前記車体に対する前記台車枠の回動に連動し、前記軸梁を介して前記軸箱を変位させることで少なくとも一方の前記輪軸を操舵するリンク機構と、を備え、前記軸梁は、前記台車枠に前記弾性部材を介して連結される台車枠連結部と、前記台車枠連結部に対して車幅方向にオフセットした位置に配置され、前記リンク機構に連結部材を介して連結されるリンク連結部と、を有し、前記連結部材及び前記弾性部材は互いに同心となるように配置されている。

この操舵台車では、台車枠と車軸が軸梁によって連結され、車輪に生じる横圧に対する反力を弾性部材が支持するため、リンク機構は、当該反力による変位のみを許容する構成とすればよく、リンク機構に加わる荷重を抑えることができる。よって、リンク機構を軽量かつ簡素に形成することができる。また、連結部材及び弾性部材は互いに同心となるように配置されているため、軸梁による台車枠と車軸の連結が、リンク機構による操舵動作の妨げになることも防ぐことができる。

上記の構成によれば、リンク機構を軽量かつ簡素に形成することができる。

図１は、第１実施形態に係る操舵台車の左側面図である。 図２は、第１実施形態に係る操舵台車の右側面図である。 図３は、図１で示す軸梁の水平断面図である。 図４は、第２実施形態に係る操舵台車の左側面図である。 図５は、図４で示す軸梁の水平断面図である。 図６は、第３実施形態に係る操舵台車の左側面図である。 図７は、第４実施形態に係る操舵台車の左側面図である。 図８は、第５実施形態に係る操舵台車の左側面図である。 図９は、第５実施形態に係る操舵台車の右側面図である。 図１０は、図８で示す軸梁の水平断面図である。 図１１は、第６実施形態に係る操舵台車の左側面図である。 図１２は、図１１で示す軸梁の水平断面図である。 図１３は、第７実施形態に係る操舵台車の左側面である。 図１４は、第８実施形態に係る操舵台車の左側面である。

以下、実施形態について図を参照しながら説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
はじめに、第１実施形態に係る操舵台車１００について説明する。図１は第１実施形態に係る操舵台車１００の左側面図であり、図２は、第１実施形態に係る操舵台車１００の右側面図である。以下では、図１の紙面左を操舵台車１００の「前」、紙面右を操舵台車１００の「後」、紙面手前を操舵台車１００の「左」、紙面奥を操舵台車１００の「右」として説明する。図２においては、紙面右、左、手前、及び奥が、それぞれ操舵台車１００の前、後、右、左となる（図９においても同じ）。

操舵台車１００は、車体１０１の車両長手方向中央よりも前方と後方にそれぞれ配置される。両操舵台車１００は前後方向の向きが逆であるが構成は同じである。したがって、図１及び図２に示す操舵台車１００は、車体１０１の車両長手方向中央よりも前方に配置されるものとして説明する。つまり、図１において、紙面右側が車両長手方向中央側であり、紙面左側が車両長手方向端部側である（図４、６〜８、１１、１３、１４においても同じ）。以下では、車体１０１の車両長手方向中央よりも前方に配置される操舵台車１００について説明し、車体１０１の車両長手方向中央よりも後方に配置される操舵台車１００についての説明は省略する（他の実施形態においても同じ）。

図１及び図２で示すように、操舵台車１００は、左右対称に構成されており、台車枠１０と、第１輪軸３１と、第２輪軸３２と、第１軸箱４１と、第２軸箱４２と、第１軸箱支持装置５１と、第２軸箱支持装置５２と、リンク機構７０と、を備えている。以下、これらの各構成要素について順に説明する。

＜台車枠＞
台車枠１０は、車両長手方向に沿って延びる左右一対の側梁１１と、車幅方向に沿って延び、左右の側梁１１をつなぐ横梁１２と、を有している。本実施形態の操舵台車１００は、いわゆるボルスタ（枕梁）付き台車であって、車幅方向に延びる枕梁１３を備えている。台車枠１０の横梁１２は、支持軸１４を介して、枕梁１３をヨーイング方向に回動可能に支持している。また、枕梁１３は、二次サスペンションとなる空気バネ１５を介して車体１０１を支持している（枕梁１３は車体１０１とともに回動する）。つまり、台車枠１０は、枕梁１３を介して車体１０１をヨーイング方向に回動可能に支持している。

側梁１１は、車両長手方向中央部分が下方に窪んだ側梁本体１６と、側梁本体１６の下方であって側梁本体１６の車両長手方向中央部分の後側に位置する第１延在部１７と、側梁本体１６の下方であって側梁本体１６の車両長手方向中央部分の前側に位置する第２延在部１８と、を有している。また、第１延在部１７の下端には、Ｌ字状の第１支持ブラケット１９が設けられている。さらに、側梁本体１６の第２延在部１８の上方にあたる部分には第２支持ブラケット２０が設けられている。

＜輪軸＞
第１輪軸３１は車両長手方向中央寄り（紙面右側）に位置する輪軸であり、第２輪軸３２は車両長手方向端部寄り（紙面左側）に位置する輪軸であり、第１輪軸３１及び第２輪軸３２は車両長手方向に離間して対を成すようにして配置されている。第１輪軸３１及び第２輪軸３２は、いずれも車幅方向に沿って延びる車軸３３と、車軸３３の左右両側に設けられた車輪３４と、を有している。

＜軸箱＞
第１軸箱４１は、第１輪軸３１の左右両側に配置されており、第１輪軸３１の車軸３３を支持する軸受４３を収容している。第２軸箱４２は、第２輪軸３２の左右両側に配置されており、第２輪軸３２の車軸３３を支持する軸受４３を収容している。また、第１軸箱４１は一次サスペンションであるコイルバネ４４を介して側梁１１の前端部分を支持しており、第２軸箱４２は同じく一次サスペンションであるコイルバネ４４を介して側梁１１の後端部分を支持している。

＜軸箱支持装置＞
第１軸箱支持装置５１は左右の第１軸箱４１を支持する装置であり、第１軸箱４１から台車枠１０の車両長手方向中央に向かって延びる第１軸梁５３を有している。第２軸箱支持装置５２は左右の第２軸箱４２を支持する装置であり、第２軸箱４２から台車枠１０の車両長手方向中央に向かって延びる第２軸梁５４を有している。

図３は、左側の第１軸梁５３の断面図である。図３において、紙面左が操舵台車１００の「左」、紙面右が操舵台車１００の「右」、紙面上が操舵台車１００の「前」、紙面下が操舵台車１００の「後」である（図５、図１０、図１２においても同じ）。

図３に示すように、第１軸梁５３は、台車枠１０に連結する台車枠連結部５５と、リンク機構７０に連結するリンク連結部５６と、を有している。台車枠連結部５５は、先端に環状の係合部５７を有している。係合部５７は、中心に向かうに従って車両幅方向寸法が小さくなるように形成されている。また、側梁１１の第１延在部１７には、係合部５７の内側を貫通する回動軸２１が設けられている。回動軸２１は、車両幅方向に延びる回転軸周りに回動し、断面Ｖ字状の外周溝２２が形成されている。

係合部５７と外周溝２２との間には弾性部材２３が挿入されている。弾性部材２３は、係合部５７の側面と外周溝２２の側面の間に位置する２つの環状部２４を有している。これに対し、係合部５７の内側先端と外周溝２２の底部との間には弾性部材２３は位置していない。そのため、係合部５７は外周溝２２に対して車両長手方向には変位しやすいものの車両幅方向には変位しにくい。つまり、弾性部材２３は、第１軸梁５３の台車枠１０に対する車両幅方向の変位許容量が、車両長手方向の変位許容量よりも小さくなるように構成されている。

なお、弾性部材２３は、上記のような構成に限られない。例えば、弾性部材２３は、筒状の形状を有しており、係合部５７の側面と外周溝２２の側面の間に位置する部分を薄くして変形しにくくするとともに、係合部５７の内側先端と外周溝２２の底部との間に位置する部分を厚くして変形しやすいように構成してもよい。この場合であっても、第１軸梁５３の台車枠１０に対する車両幅方向の変位許容量が、車両長手方向の変位許容量よりも小さくなる。

リンク連結部５６は、前方先端に円柱状の連結部材５８を有している。リンク連結部５６は、この連結部材５８を介して、後述するリンク機構７０の第１テコ部材７２と回動可能に連結されている。連結部材５８は、上述した弾性部材２３よりも車幅方向外側（左側）にオフセットした位置に配置されている。さらに、連結部材５８と弾性部材２３は互いに同心となるように配置されている。換言すると、連結部材５８は、回動軸２１と同心であり、車幅方向にオフセットした位置に配置される。これにより、曲線通過時に、車輪３４に作用する横圧に対する反力を、弾性部材２３が支持することができるため、リンク機構７０に生じる荷重を抑制することができる。

左側の第１軸梁５３の構成は上記のとおりである。なお、右側の第１軸梁５３は、左側の第１軸梁５３と左右が逆に構成されているが、それ以外は同じ構成である。左側の第２軸梁５４は、左側の第１軸梁５３と前後が逆に構成されているが、それ以外は同じ構成である。ただし、左側の第２軸梁５４は、第１テコ部材７２ではなく、第２テコ部材７４と連結されている。右側の第２軸梁５４は、左側の第２軸梁５４と左右が逆に構成されているが、それ以外は同じ構成である。以上のように、構造上、左右の第１軸梁５３が左右対称の関係にあり、第１軸梁５３及び第２軸梁５４が前後対称の関係にある。この点は後述する他の実施形態においても同じである。

＜リンク機構＞
リンク機構７０は、車体１０１に対する台車枠１０の回動に連動して第１輪軸３１及び第２輪軸３２を操舵する機構である。本実施形態のリンク機構７０は、第１連結リンク７１と、第１テコ部材７２と、第２連結リンク７３と、第２テコ部材７４と、を有している。

第１連結リンク７１は、枕梁１３の後端に設けられた第１リンク受７５に回動可能に連結されており、車両長手方向に沿って枕梁１３から後方に向かって延びている。第１連結リンク７１は、第１テコ部材７２よりも台車枠１０の車両長手方向中央寄りに配置されており、第１テコ部材７２の上端部と回動可能に連結されている。

第１テコ部材７２は、上下方向に沿って延びており、台車枠１０の車両長手方向中央よりも第１軸箱４１寄りに位置している。第１テコ部材７２は、下端部が第１支持ブラケット１９に回動可能に支持され、車軸３３より下方に位置する第１支点部７６を中心に回動する。また、第１テコ部材７２は、上端部と下端部との間の部分において、第１軸梁５３のリンク連結部５６に連結されている。

第２連結リンク７３は、枕梁１３の前端に設けられた第２リンク受７７に回動可能に連結されており、車両長手方向に沿って枕梁１３から前方に向かって延びている。第２連結リンク７３は、第２テコ部材７４よりも台車枠１０の車両長手方向中央寄りに配置されており、第２テコ部材７４の上端部と回動可能に連結されている。

第２テコ部材７４は、上下方向に沿って延びており、台車枠１０の車両長手方向中央よりも第２軸箱４２寄りに配置されている。第２テコ部材７４の下端部は、第２軸梁５４のリンク連結部５６に連結されている。第２テコ部材７４は、上端部と下端部との間の部分が第２支持ブラケット２０に回動可能に支持され、車軸３３より上方に位置する第２支点部７８を中心に回動する。

＜操舵動作＞
次に、上述した操舵台車１００による操舵動作について説明する。ここでは、鉄道車両が左カーブを通過する場合について説明する。なお、前述したように、操舵台車１００は、車体１０１の車両長手方向中央よりも前方に配置されている。鉄道車両が左カーブを通過する際、上方から見て操舵台車１００は車体１０１（及び枕梁１３）に対して反時計回りに回動する。なお、後方の操舵台車１００は、前方の操舵台車１００とは逆の動きとなる。すなわち、後方の操舵台車１００は、上方から見て車体１０１に対して時計回りに回動することになるので、前方の操舵台車を１８０°反転させた配置関係となる。

このとき、図１に示す左側のリンク機構７０では、第１連結リンク７１及び第２連結リンク７３が台車枠１０に対して前方に移動する（図１中の矢印参照）。これにより、第１テコ部材７２は、図１において反時計方向に回動し、第１軸梁５３を介して第１輪軸３１を前方へ変位させる。また、第２テコ部材７４は、反時計方向に回動し、第２軸梁５４を介して第２輪軸３２を後方に移動させる。これにより、操舵台車１００の左側においては、第１輪軸３１と第２輪軸３２が近づくことになる。

一方、図２に示す右側のリンク機構７０では、第１連結リンク７１及び第２連結リンク７３は台車枠１０に対して後方に移動する（図２中の矢印参照）。これにより、第１テコ部材７２は、図２において反時計方向に回動し、第１軸梁５３を介して第１輪軸３１を後方へ変位させる。また、第２テコ部材７４は、反時計方向に回動し、第２軸梁５４を介して第２輪軸３２を前方に移動させる。これにより、操舵台車１００の右側においては、第１輪軸３１と第２輪軸３２が離れることになる。

以上のとおり、鉄道車両が左カーブを通過する際、第１輪軸３１及び第２輪軸３２は操舵台車１００の左側では近づき、右側では離れる。つまり、第１輪軸３１及び第２輪軸３２の車軸は、それぞれ曲線中心を向くように傾斜し、これにより鉄道車両の曲線通過性能が向上する。

なお、第１軸梁５３及び第２軸梁５４は、いずれも弾性部材２３を介して台車枠１０に連結されている。そのため、第１軸梁５３及び第２軸梁５４は、台車枠１０に対して車両長手方向に変位することができる。ただし、上記のとおり、弾性部材２３は、第１軸梁５３及び第２軸梁５４の台車枠１０に対する車両幅方向の変位許容量が、車両長手方向の変位許容量よりも小さくなるように構成されている。そのため、第１軸梁５３及び第２軸梁５４の台車枠１０に対する車両幅方向の変位は抑制される。

また、操舵台車１００が左カーブを通過する際、各輪軸３１、３２及び台車枠１０には右方向の遠心力が加わる。このとき、各輪軸３１、３２の右方への移動はレールにより抑制される。また、本実施形態では、台車枠１０と各輪軸３１、３２は各軸梁５３、５４を介して連結されているため、台車枠１０の右方への移動は各軸梁５３、５４を介して各輪軸３１、３２によって抑制される。よって、本実施形態によれば、台車枠１０が各輪軸３１、３２に対して車幅方向に変位しにくいことから、台車枠１０と各輪軸３１、３２の間に位置するリンク機構７０に大きな負荷がかかるのが抑えられる。そのため、リンク機構７０を軽量かつ簡素に形成することができる。

さらに、本実施形態では、リンク機構７０を構成する第１連結リンク７１、第１テコ部材７２、第２連結リンク７３、及び第２テコ部材７４が、台車枠１０の車両長手方向央部分を避けるようにして配置されるため、台車枠１０の車両長手方向中央部分には種々の機器や配線を配置するためのスペースを確保することができ、設計自由度が向上する。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る操舵台車２００について説明する。図４は第２実施形態に係る操舵台車２００の左側面図であり、図５は左側の第１軸梁５３の断面図である。本実施形態に係る操舵台車２００は、インナーフレーム台車であり、かつ、ボルスタレス台車である点で第１実施形態に係る操舵台車１００と構成が異なる。それ以外は、第１実施形態に係る操舵台車１００と基本的に同じ構成を備えている。

上記のように、本実施形態に係る操舵台車２００はいわゆるインナーフレーム台車であり、側梁１１、第１軸箱４１、第２軸箱４２、第１軸箱支持装置５１、及び第２軸箱支持装置５２が、車輪３４よりも車両幅方向内側に位置している。さらに、リンク機構７０は、側梁１１よりも車両幅方向内側に位置している。よって、図５に示すように、リンク機構７０に連結するリンク連結部５６は、台車枠連結部５５に対して車幅方向内側にオフセットした位置に配置されている。

また、上記のように、本実施形態に係る操舵台車２００は、台車枠１０と車体１０１を空気バネ１５により直結するボルスタレス台車であって、枕梁１３を備えていない。そのため、本実施形態では、第１連結リンク７１及び第２連結リンク７３は、車体１０１の下面から下方に突出する連結リンク受部材７９を介して車体１０１に連結されている。本実施形態に係る操舵台車２００は以上のように構成されているが、第１実施形態の場合と同様にして第１輪軸３１及び第２輪軸３２を操舵することができ、また、リンク機構７０に大きな負荷がかかるのが抑えられることでリンク機構７０を軽量かつ簡素に形成することができる。

なお、一般的に、インナーフレーム台車にリンク機構を適用すると、横梁の形状によっては横梁とリンク機構が干渉するおそれがある。しかしながら、本実施形態ではリンク機構７０を構成する第１連結リンク７１、第１テコ部材７２、第２連結リンク７３、及び第２テコ部材７４が、台車枠１０の車両長手方向中央部分を回避するようにして配置されているため、リンク機構７０が横梁１２と干渉することはない。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る操舵台車３００について説明する。図６は、第３実施形態に係る操舵台車３００の左側面図である。本実施形態に係る操舵台車３００は、板バネ台車である点で第１実施形態に係る操舵台車１００と構成が異なる。それ以外は、第１実施形態に係る操舵台車１００と基本的に同じ構成を備えている。

本実施形態に係る操舵台車３００は、台車枠１０を支持する板バネ２５を備えている。板バネ２５は、第１実施形態で説明した側梁１１及びコイルバネ４４の機能を併せもつ部材であって、車両長手方向に延び、車両長手方向端部が第１軸箱４１及び第２軸箱４２に支持されている。

また、本実施形態の台車枠１０は、横梁１２と、受け座２６と、を有している。横梁１２は、車両幅方向に延びており、車両幅方向両端部分が板バネ２５に支持されている。受け座２６は、左右の板バネ２５の車両幅方向両側に向かい合うように配置された板状の部材であり、上方部分が横梁１２の車両幅方向端部に固定されている。

本実施形態では、第１支持ブラケット１９は、受け座２６の下端に設けられており、第１実施形態と同様に、第１テコ部材７２の下端部を回動可能に支持している。第２支持ブラケット２０は、受け座２６の側面に設けられており、第１実施形態と同様に、第２テコ部材７４を回動可能に支持している。また、第１軸梁５３及び第２軸梁５４は、弾性部材２３を介して、向かい合う受け座２６を渡すように設けられた回動軸２１（図３参照）に連結されている。

本実施形態に係る操舵台車３００は以上のように構成されているが、第１実施形態の場合と同様にして、第１輪軸３１及び第２輪軸３２を操舵できるとともに、リンク機構７０に大きな負荷がかかるのが抑えられることでリンク機構７０を軽量かつ簡素に形成することができ、また、台車枠１０の車両長手方向中央部分にスペースを確保することができて設計の自由度が向上する。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る操舵台車４００について説明する。図７は、第４実施形態に係る操舵台車４００の左側面図である。本実施形態に係る操舵台車４００は、インナー台車であり、かつ、ボルスタレス台車である点で、第３実施形態に係る操舵台車３００と構成が異なる。それ以外は、第３実施形態に係る操舵台車３００と基本的に同じ構成を備えている。

上記のように、本実施形態に係る操舵台車４００はいわゆるインナーフレーム台車であり、板バネ２５、受け座２６、第１軸箱４１、第２軸箱４２、第１軸箱支持装置５１、及び、第２軸箱支持装置５２が、車輪３４よりも車両幅方向内側に位置している。さらに、リンク機構７０は、受け座２６よりも車両幅方向内側に位置している。よって、リンク連結部５６は、台車枠連結部５５に対して車幅方向内側にオフセットした位置に配置されている（図５参照）。

また、上記のように、本実施形態に係る操舵台車４００は、台車枠１０と車体１０１を空気バネ１５により直結するボルスタレス台車であって、枕梁１３を備えていない。そのため、本実施形態では、第１連結リンク７１及び第２連結リンク７３は、車体１０１の下面から下方に突出する連結リンク受部材７９を介して車体１０１に連結されている。本実施形態に係る操舵台車４００は以上のように構成されているが、第１実施形態の場合と同様にして第１輪軸３１及び第２輪軸３２を操舵することができるとともに、リンク機構７０に大きな負荷がかかるのが抑えられ、また、台車枠１０の側部にスペースを確保することができる。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態に係る操舵台車５００について説明する。図８は第５実施形態に係る操舵台車５００の左側面図であり、図９は第５実施形態に係る操舵台車５００の右側面図であり、図１０は左側の第１軸梁５３の断面図である。本実施形態に係る操舵台車５００は、リンク機構７０の構成が第１実施形態の場合と異なる。それ以外は、第１実施形態に係る操舵台車１００と基本的に同じ構成を備えている。

図８及び図９に示すように、本実施形態に係る操舵台車５００は左右対称に構成されている。本実施形態のリンク機構７０は、第３連結リンク８１と、第３テコ部材８２と、第１操舵リンク８３と、第２操舵リンク８４と、を有している。

第３連結リンク８１は、枕梁１３の前方部分の下端に設けられた第３リンク受８５に回動可能に連結されており、車両長手方向に沿って枕梁１３の前方部分から車両長手方向中央部分まで延びている。また、第３連結リンク８１は、第３テコ部材８２の上端部と回動可能に連結されている。

第３テコ部材８２は、上下方向に沿って延びており、台車枠１０の車両長手方向中央付近に配置され、その下端が車軸３３より下方に位置し、第２操舵リンク８４に連結されている。また、第３テコ部材８２は、車軸３３よりも上方において第１操舵リンク８３に連結され、第１操舵リンク８３との連結部と第２操舵リンク８４との連結部の間の部分において側梁１１に回動可能に支持されており、側梁１１に支持された第３支点部８６を中心に回動する。

第１操舵リンク８３は、車両長手方向に沿って延びており、前端部分が第３テコ部材８２の上端部分と第３支点部８６の間の部分に回動可能に連結されており、後端部分が第１軸梁５３のリンク連結部５６に回動可能に連結されている。

第２操舵リンク８４は、車両長手方向に沿って延びており、前端部分が第２軸梁５４のリンク連結部５６に回動可能に連結されており、後端部分が第３テコ部材８２の下端部分に回動可能に連結されておいる。なお、本実施形態では、側梁１１に第１支持ブラケット１９及び第２支持ブラケット２０（図１等参照）は設けられていない。

本実施形態に係る操舵台車５００は以上のように構成されており、鉄道車両が左カーブを通過する際には、次のようにして操舵が行われる。まず、図８に示す左側のリンク機構７０においては、鉄道車両が左カーブを通過するのに伴って、第３連結リンク８１は台車枠１０に対して前方に移動する（図８中の矢印参照）。これにより、第３テコ部材８２は図８において反時計方向に回動し、第１操舵リンク８３は第１軸梁５３を介して第１輪軸３１を前方へ変位させる。また、第２操舵リンク８４は第２軸梁５４を介して第２輪軸３２を後方に移動させる。これにより、操舵台車５００の左側においては、第１輪軸３１と第２輪軸３２が近づくことになる。

一方、図９に示す右側のリンク機構７０においては、第３連結リンク８１は台車枠１０に対して後方に移動する（図９中の矢印参照）。これにより、第３テコ部材８２は、図９において反時計方向に回動し、第１操舵リンク８３は第１軸梁５３を介して第１輪軸３１を後方へ変位させる。また、第２操舵リンク８４は第２軸梁５４を介して第２輪軸３２を前方に移動させる。これにより、操舵台車５００の右側においては、第１輪軸３１と第２輪軸３２が離れることになる。

以上のように、第１輪軸３１及び第２輪軸３２の車軸３３がそれぞれ曲線中心を向くように傾斜するため、鉄道車両の曲線通過性能が向上する。このように、本実施形態に係る操舵台車５００はリンク機構７０の構成が第１実施形態の場合と異なるが、第１実施形態に係る操舵台車１００と同様に、第１輪軸３１及び第２輪軸３２を適切に操舵できるとともに、リンク機構７０に大きな負荷がかかるのが抑えられるため、リンク機構７０を軽量かつ簡素に形成することができる。

（第６実施形態）
図１１は第６実施形態に係る操舵台車６００の左側面図であり、図１２は左側の第１軸梁５３の断面図である。第６実施形態に係る操舵台車６００は、インナーフレーム台車であり、かつ、ボルスタレス台車である点で第５実施形態に係る操舵台車５００と構成が異なる。それ以外は第５実施形態に係る操舵台車５００と基本的に同じ構成を備えている。なお、インナーフレーム台車及びボルタレス台車の構成については、第２実施形態で説明したとおりである。

（第７実施形態）
図１３は、第７実施形態に係る操舵台車７００の左側面図である。第７実施形態に係る操舵台車７００は、板バネ台車である点で第５実施形態に係る操舵台車５００と構成が異なる。それ以外は、第５実施形態に係る操舵台車５００と基本的に同じ構成を備えている。なお、板バネ台車の構成については、第３実施形態で説明したとおりである。

（第８実施形態）
図１４は、第８実施形態に係る操舵台車８００の左側面図である。第８実施形態に係る操舵台車８００は、インナー台車であり、かつ、ボルスタレス台車である点で、第７実施形態に係る操舵台車７００と構成が異なる。それ以外は、第７実施形態に係る操舵台車７００と基本的に同じ構成を備えている。なお、板バネ台車がインナーフレーム台車であって、かつ、ボルタレス台車である場合の構成については、第４実施形態で説明したとおりである。

以上、第１実施形態乃至第８実施形態について説明した。以上で説明した操舵台車１００〜８００は、第１輪軸３１及び第２輪軸３２の両方を操舵するように構成されているが、一方のみを操舵するように構成されていてもよい。この場合であっても、第１輪軸３１及び第２輪軸３２のうちの一方の車軸３３を曲線中心に向くよう傾斜させることができるため、曲線通過性能を向上させることができる。

（効果等）
以上のとおり、実施形態に係る操舵台車は、枕梁を介して又は枕梁を介さずにヨーイング方向に車体を回動可能に支持する台車枠と、車幅方向に沿って延びる車軸及び車軸の両側に設けられた車輪をそれぞれ有し、車両長手方向に離間して配置される一対の輪軸と、各車軸を支持する軸受を収容する軸箱と、軸箱から延びて、弾性部材を介して台車枠に連結される軸梁を有する軸箱支持装置と、車体に対する台車枠の回動に連動し、軸梁を介して軸箱を変位させることで少なくとも一方の輪軸を操舵するリンク機構と、を備え、軸梁は、台車枠に弾性部材を介して連結される台車枠連結部と、台車枠連結部に対して車幅方向にオフセットした位置に配置され、リンク機構に連結部材を介して連結されるリンク連結部と、を有し、連結部材及び弾性部材は互いに同心となるように配置されている。

上記構成により、曲線通過時に、車輪に作用する横圧に対する反力を、弾性部材が支持することができるため、リンク機構は、横圧に対する反力による変位のみを許容する構成とすれば良い。よって、リンク機構を軽量かつ簡素に形成することができる。また、連結部材及び弾性部材は互いに同心となるように配置されているため、軸梁による台車枠と車軸の連結が、リンク機構による操舵動作の妨げになることも防ぐことができる。

また、弾性部材は、軸梁の台車枠に対する車両幅方向の変位許容量が、車両長手方向の変位許容量よりも小さい。そのため、横圧に対する反力を弾性部材の車両幅方向の剛性で支持することができ、リンク機構への負担を軽減できる。また、操舵による軸梁の台車枠に対する車両長手方向の変位を許容しつつ、軸梁の台車枠に対して車両幅方向に変位することによって発生するリンク機構への負荷を抑えることができる。

また、第５実施形態乃至第８実施形態において、リンク機構は、台車枠の車両長手方向中央付近に配置され、台車枠に支持された支点部を中心に回動するテコ部材と、枕梁又は車体とテコ部材を連結する連結リンクと、テコ部材と軸梁のリンク連結部を連結する操舵リンクと、を有している。この構成によれば、リンク機構を比較的単純に形成することができる。

また、第１実施形態乃至第４実施形態において、リンク機構は、台車枠の車両長手方向中央よりも軸箱寄りに配置されるテコ部材と、テコ部材よりも台車枠の車両長手方向中央寄りに配置される連結リンクと、を有し、連結リンクは、枕梁又は車体とテコ部材とを連結し、テコ部材は、連結リンク及び軸梁に連結されて、台車枠に支持された支点部を中心に回動して輪軸を操舵する。この構成によれば、リンク機構を構成する部材が台車枠の車両長手方向中央部分を回避して配置されるため、当該箇所にスペースを確保することができる。

１０ 台車枠
１３ 枕梁
２３ 弾性部材
２５ 板バネ
３１ 第１輪軸
３２ 第２輪軸
３３ 車軸
３４ 車輪
４１ 第１軸箱
４２ 第２軸箱
４３ 軸受
５１ 第１軸箱支持装置
５２ 第２軸箱支持装置
５３ 第１軸梁
５４ 第２軸梁
５５ 台車枠連結部
５６ リンク連結部
５８ 連結部材
７０ リンク機構
７１ 第１連結リンク
７２ 第１テコ部材
７３ 第２連結リンク
７４ 第２テコ部材
７６ 第１支点部
７８ 第２支点部
８１ 第３連結リンク
８２ 第３テコ部材
８３ 第１操舵リンク
８４ 第２操舵リンク
８６ 第３支点部
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００ 操舵台車
１０１ 車体

Claims (4)

1. 枕梁を介して又は枕梁を介さずにヨーイング方向に車体を回動可能に支持する台車枠と、
   車幅方向に沿って延びる車軸及び前記車軸の両側に設けられた車輪をそれぞれ有し、車両長手方向に離間して配置される一対の輪軸と、
   前記各車軸を支持する軸受を収容する軸箱と、
   前記軸箱から延びて、弾性部材を介して前記台車枠に連結される軸梁を有する軸箱支持装置と、
   前記車体に対する前記台車枠の回動に連動し、前記軸梁を介して前記軸箱を変位させることで少なくとも一方の前記輪軸を操舵するリンク機構と、を備え、
   前記軸梁は、前記台車枠に前記弾性部材を介して連結される台車枠連結部と、前記台車枠連結部に対して車幅方向にオフセットした位置に配置され、前記リンク機構に連結部材を介して連結されるリンク連結部と、を有し、前記連結部材及び前記弾性部材は互いに同心となるように配置されている、鉄道車両用の操舵台車。
2. 前記弾性部材は、前記軸梁の前記台車枠に対する車両幅方向の変位許容量が、車両長手方向の変位許容量よりも小さい、請求項１に記載の操舵台車。
3. 前記リンク機構は、
   前記台車枠の車両長手方向中央付近に配置され、前記台車枠に支持された支点部を中心に回動するテコ部材と、
   前記枕梁又は前記車体と前記テコ部材を連結する連結リンクと、
   前記テコ部材と前記軸梁のリンク連結部を連結する操舵リンクと、を有する、請求項１又は２に記載の操舵台車。
4. 前記リンク機構は、
   前記台車枠の車両長手方向中央よりも前記軸箱寄りに配置されるテコ部材と、前記テコ部材よりも前記台車枠の車両長手方向中央寄りに配置される連結リンクと、を有し、
   前記連結リンクは、前記枕梁又は前記車体と前記テコ部材とを連結し、
   前記テコ部材は、前記連結リンク及び前記軸梁に連結されて、前記台車枠に支持された支点部を中心に回動して前記輪軸を操舵する、請求項１又は２に記載の操舵台車。

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